양(성)자요법은 전통적인 방사선요법보다 안전한가?

양(성)자요법은 전통적인 방사선요법보다 안전한가?

2020년 2월 11일 : 국립암연구소 직원 제공

양성자 빔 방사선요법이라는 일종의 방사선 치료는 암이 발병한 성인을 위한 전통적인 방사선 치료만큼 안전하고 효과적일 수 있다. 이 발견은 기존의 환자 데이터를 사용하여 두 종류의 방사선 치료를 비교한 연구에서 나온 것이다.

전통적인 방사선은 종양과 그 너머에 있는 인체에 X선이나 혹은 광자 선을 전달한다. 이것은 근처의 건강한 조직을 손상시킬 수 있고 상당한 부작용을 일으킬 수 있다.

이와는 대조적으로 양성자요법은 종양에서 멈추는 양성자 입자들을 전달하기 때문에 근처의 건강한 조직을 손상시킬 가능성이 적다. 일부 전문가들은 양성자요법이 기존의 방사선보다 안전하다고 생각하지만 두 가지 치료법을 비교하는 연구는 수적으로 많지 않다.

게다가 양성자 요법은 기존의 방사선보다 비용이 많이 들고, 그 효능에 대한 제한된 증거를 고려할 때 모든 보험회사가 치료비를 부담하는 것은 아니다. 그럼에도 양성자요법은 전통 방사선요법보다 안전한가?“불구하고, 전국의 31개 병원은 수백만 달러를 들여 양성자 치료 센터를 건설했으며, 많은 병원이 이 치료법의 잠재력, 그러나 입증되지 않은 장점을 선전하고 있다.

새로운 연구에서 양성자 요법으로 치료받은 환자들은 전통적인 방사선 요법으로 치료된 환자들보다 심각한 부작용을 경험할 가능성이 훨씬 낮았다. 그러나 환자들이 얼마나 오래 살았는지에 대해서는 차이가 없었다. 그 결과는 12월 26일 미국의사협회 기관지 종양학 편에 발표되었다.

"이러한 결과는 양성자 치료에 대한 모든 근거를 뒷받침한다,"라고 이 연구의 선임 연구원이자 세인트루이스 소재 워싱턴 의과대학 및 펜실베이니아 대학의 브라이언 바우만 박사가 말했다.

그러나 이번 연구에 참여하지 않은 국립암연구소의 방사선 연구 프로그램 담당자인 제프리 부흐스바움 박사는 이번 연구의 주요 측면은 연구 결과의 해석 범위에 한계가 있다고 말했다.

이러한 한계 때문에 "양자 요법의 비용을 진정으로 정당화하기 위해 필요한 증거는 3상의 무작위 임상실험에서 나올 필요가 있다"고 예일대 의과대학의 헨리 박 박사와 제임스 유 박사는 동반 사설에서 썼다.

현재 양성자요법과 전통적인 방사선 치료를 비교하는 여러 개의 국립암연구소가 기금을 지원하는 무작위 임상시험이 진행 중이다. (아래 상자 참조)

양성자요법의 안전성과 효능

국소적으로 진행된 많은 암 환자들은 화학요법과 전통방사선 또는 양성자 방사선의 조합으로 치료를 받는다. 바우만 박사는 항암치료와 방사선 치료를 동시에 받는 환자들에게 치료 효과를 떨어뜨리지 않고 부작용을 제한하는 방법을 찾는 것이 최우선 과제라고 말했다.

바우만 박사와 그의 동료들은 11 종류의 성인 암 환자 거의 1,500명의 데이터를 분석했다. 모든 참가자들은 2011년과 2016년 사이에 펜실베이니아 주립대 건강시스템에서 동시 화학요법과 방사선 치료를 받았으며 생존을 포함한 부작용과 치료 결과를 추적했다. 거의 400명이 양성자 치료를 받았고 나머지는 전통적인 방사선 치료를 받았다.

양성자 치료를 받은 사람들은 전통적인 방사선 치료를 받은 사람들보다 훨씬 적은 양의 심각한 부작용을 경험했다는 것을 연구원들은 발견했다. 치료를 시작한 지 90일 이내에 양성자 치료군 환자 45명(12%)과 기존 방사선 그룹 환자 301명(28%)이 입원을 해야 할 만큼 심각한 부작용을 경험했다.

게다가, 양성자 치료는 전통적인 방사선만큼 가사와 같은 일상적인 활동을 하는 사람들의 능력에 영향을 미치지 않았다. 치료 과정에서 양성자 요법으로 치료받은 환자에 대한 전신 수행도(환자의 전신 상태를 일상생활동작(activities of daily living, ADL)의 수준에 따라 평가하는 지표로, 0~4의 5단계로 분류하며 주로 암환자에게 사용된다.) 점수는 기존의 방사선 치료를 받은 환자에 비해 절반으로 감소할 가능성이 높았다.

그리고 양성자 요법은 암을 치료하고 생명을 보존하기 위한 전통적인 방사선 요법 만큼이나 효과가 있는 것처럼 보였다. 3년의 추적 후, 양성자 치료군 환자의 46%와 기존 방사선 치료군 환자의 49%가 암이 없는 것으로 나타났다. 양성자 치료를 받은 사람의 56%와 전통방사선 치료를 받은 사람의 58%가 3년이 지나도 여전히 살아 있었다.

연구 설계의 한계

연구 지도자들과 다른 전문가들은 이 연구의 설계에 몇 가지 한계가 있음을 지적했다.

예를 들어, 이 관찰 연구는 양성자 치료와 상대적으로 적은 부작용 사이의 인과 관계를 확립할 수 없다. 또 연구 참가자들은 모두 단일 기관에서 치료를 받았기 때문에 더 규모가 큰 모집단의 치료결과에 대한 일반화가 어려울 수 있다.

"그것들은 과소평가되어서는 안 될 매우 중요한 한계"라고 부흐스바움박사는 강조했다.

바우만 박사는 단일 기관 연구는 태생적인 한계가 있지만, 본 연구의 모든 환자들은 양성자든 전통적 방사선 치료든 상관없이 대규모 학술 의료 센터에서 고품질 치료를 받았으며, 이는 우리가 본 양성자 요법의 이점이 의미 있다는 것을 시사한다고 지적했다.

또한 치료 그룹에 무작위로 환자가 배정되지 않았기 때문에 양성자와 전통적인 방사선 치료를 받은 환자 간에 차이가 있었고, 그 결과가 왜곡되었을 수 있다.

예를 들어, 양성자 치료를 받은 환자들은 평균적으로 더 나이가 들었으며(일반적으로 메디케어(미국 의료보험)가 양성자 치료비를 부담하기 때문에) 건강상의 문제가 더 많았다.

양성자 치료 그룹은 또한 "특권적 배경"의 환자들을 더 많이 포함할 수도 있다고 박 박사와 유 박사는 언급했다. 사회경제적 지위와 사회적 지원은 치료 결과에 영향을 미칠 수 있다고 그들은 썼다.

게다가 방사선과 관련된 부작용을 겪을 가능성이 높은 두경부 암 환자들의 수가 양성자 치료 그룹에 덜 포함되어 있다고 이 논자들은 덧붙였다.

자신들의 분석에서, 조사자들은 이러한 차이를 최대한 설명하기 위해 복잡한 통계 기법을 사용했다.

양성자 치료법의 미래연구에 관한 아이디어

비록 양성자 치료에 대한 대규모 연구에 장벽이 있기는 하지만, 이 연구의 한계에도 불구하고, 이러한 "흥미로운 발견은 미래의 전향적 3상 실험을 널리 알려야하는 문제를 제기한다."고 부흐스바움 박사는 말했다.

예를 들어, 양성자 요법이 일반적으로 더 많은 부작용을 경험하는 더 나이가 많고 더 아픈 환자 집단에서 더 안전해 보인다는 것은 "특히 고무적인 일"이라고 바우만 박사는 지적했다.

부흐스바움 박사는 양성자 요법이 나이가 많고 병든 환자들에게 특히 도움이 될 수 있다는 것에 동의했지만, 현재 진행 중인 3상 실험은 이 환자 그룹을 분석하기 위해 고안된 것이 아니라는 점에 주목했다.

그리고 양성자 요법이 부작용을 더 적게 일으킬 수 있기 때문에 향후의 실험은 양성자 요법과 화학 요법을 결합하는 것이 환자들이 더 견디기 쉬운 것인지에 대해서도 탐구할 수 있을 것이라고 저자들은 썼다.

예를 들어 화학요법과 폐암에 대한 전통방사선 모두 식도를 자극할 수 있어 환자가 삼키기가 고통스럽고 힘들다. 그러나 양성자 요법은 식도의 손상을 제한하여 환자가 식도의 결합 치료를 더 쉽게 견딜 수 있게 할 수 있다고 바우만 박사는 설명했다.

향후 연구에서는 양성자 요법과 더 많은 양의 화학요법을 결합하면 더 많은 부작용을 일으키지 않고 치료율을 높일 수 있는지 여부를 조사할 수 있을 것이라고 그는 덧붙였다.

이 연구결과는 또한 "양성자 치료의 높은 초기 비용이 입원비 감소와 환자와 간병인의 생산성 향상에 의해 상쇄될 수 있는 애타게 하는 가능성"을 제기한다.

부흐스바웁 박사는 이 가능성을 탐구하는 것이 가치가 있을 것이라고 말하면서 동의했다. "단지 ‘양성자 요법’이 더 효과적일까? 라는 질문을 하는 것은 그것이 사회에 이익을 보여줄 수 있는 공정한 기회를 주는 것이 아닐 수도 있다"고 그는 말했다.

바우만 박사와 그의 동료들은 현재 부작용을 치료하는 비용과 삶의 질을 보존하는 가치와 같은 측면을 고려하여 양성자 요법의 비용 효과를 연구하고 있다.

양성자요법의 NCI 비용지원 임상시험 NCI는 양성자 요법과 전통적인 방사선을 비교하는 여러 가지 무작위 임상실험에 자금을 지원하고 있다. 여기에는 다음이 포함된다. •퍼지지 않은 유방암 여성의 경우 양성자 요법이 기존 방사선보다 심장병이나 심장마비 같이 심장에 미치는 부작용이 적은지 알아보는 연구 •양자요법과 약물 티모졸로미드(상표명 ; 테모다르)가 새로 진단을 받은 교아종이 티모졸로미드와 다른 종류의 방사선으로 치료받은 사람들보다 더 오래 살 수 있는지 여부를 조사하는 연구 •수술로 제거할 수 없는 폐암환자를 위한 화학요법+양성자요법 혹는 전통방사선요법을 비교한 연구 •전립선 암 환자의 장 부작용에 관한 양자요법과 강도변형방사선요법(IMRT)이라 불리는 전통방사선의 종류를 비교한 연구 •간암 환자에게는 기존의 방사선 치료보다 양성자 요법이 더 효과적인지 알아보기 위한 연구 •신경교종 환자의 뇌기능을 보존하는 데 양성자 요법이 IMRT보다 나은지 알아보기 위한 연구

Is Proton Therapy Safer than Traditional Radiation?

February 11, 2020, by NCI Staff

A type of radiation treatment called proton beam radiation therapy may be safer and just as effective as traditional radiation therapy for adults with advanced cancer. That finding comes from a study that used existing patient data to compare the two types of radiation.

Traditional radiation delivers x-rays, or beams of photons, to the tumor and beyond it. This can damage nearby healthy tissues and can cause significant side effects.

By contrast, proton therapy delivers a beam of proton particles that stops at the tumor, so it’s less likely to damage nearby healthy tissues. Some experts believe that proton therapy is safer than traditional radiation, but there is limited research comparing the two treatments.

Plus, proton therapy is more expensive than traditional radiation, and not all insurance companies cover the cost of the treatment, given the limited evidence of its benefits. Nevertheless, 31 hospitals across the country have spent millions of dollars building proton therapy centers, and many advertise the potential, but unproven, advantages of the treatment.

In the new study, patients treated with proton therapy were much less likely to experience severe side effects than patients treated with traditional radiation therapy. There was no difference in how long the patients lived, however. The results were published December 26 in JAMA Oncology.

“These results support the whole rationale for proton therapy,” said the study’s lead investigator, Brian Baumann, M.D., of the Washington University School of Medicine in St. Louis and the University of Pennsylvania.

But key aspects of the study limit how broadly the findings can be interpreted, said Jeffrey Buchsbaum, M.D., Ph.D., of NCI’s Radiation Research Program, who was not involved in the study.

Because of those limitations, “the evidence needed to truly justify the expenses of proton therapy … will need to come from phase 3 randomized clinical trials,” wrote Henry Park, M.D., and James Yu, M.D., of Yale School of Medicine, in an accompanying editorial.

Several NCI-funded randomized clinical trials comparing proton and traditional radiation therapy are currently ongoing. (See the box below.)

Safety and Efficacy of Proton Therapy

Many people with locally advanced cancers are treated with a combination of chemotherapy and either traditional or proton radiation. For patients getting chemotherapy and radiation at the same time, finding ways to limit side effects without making the treatment less effective is a high priority, Dr. Baumann said.

He and his colleagues analyzed data from nearly 1,500 adults with 11 different types of cancer. All participants had received simultaneous chemotherapy plus radiation at the University of Pennsylvania Health System between 2011 and 2016 and had been followed to track side effects and cancer outcomes, including survival. Almost 400 had received proton therapy and the rest received traditional radiation.

Those who received proton therapy experienced far fewer serious side effects than those who received traditional radiation, the researchers found. Within 90 days of starting treatment, 45 patients (12%) in the proton therapy group and 301 patients (28%) in the traditional radiation group experienced a severe side effect—that is, an effect severe enough to warrant hospitalization.

In addition, proton therapy didn’t affect people’s abilities to perform routine activities like housework as much as traditional radiation. Over the course of treatment, performance status scores were half as likely to decline for patients treated with proton therapy as for those who received traditional radiation.

And proton therapy appeared to work as well as traditional radiation therapy to treat cancer and preserve life. After 3 years, 46% of patients in the proton therapy group and 49% of those in the traditional radiation therapy group were cancer free. Fifty-six percent of people who received proton therapy and 58% of those who received traditional radiation were still alive after 3 years.

Limitations of the Study’s Design

The study leaders and other experts noted several limitations to the study’s design.

For instance, this observational study can’t establish a cause-and-effect relationship between proton therapy and fewer side effects. In addition, all of the study participants were treated at a single institution, which can make it difficult to generalize the findings to a larger population.

“Those are very significant limitations that shouldn’t be understated,” Dr. Buchsbaum emphasized.

Although single-institution studies have inherent limitations, Dr. Baumann noted, all patients in this study received high-quality treatment at a large academic medical center, regardless of whether it was proton or traditional radiation therapy, “which suggests that the benefit of proton therapy that we saw is meaningful.”

Also, because patients were not randomly assigned to treatment groups, there were differences between patients who got proton and traditional radiation, and that may have skewed the results.

For instance, patients who received proton therapy were, on average, older (likely because Medicare typically covers the cost of proton therapy) and had more health issues.

The proton therapy group may also have included more patients from “privileged backgrounds,” Drs. Park and Yu noted. Socioeconomic status and social support can affect treatment outcomes, they wrote.

In addition, fewer people with head and neck cancer—who are more likely to suffer from radiation-associated side effects—were included in the proton therapy group, the editorialists added.

In their analysis, the investigators used complex statistical techniques to try to account for these differences as much as possible.

Ideas for Future Studies of Proton Therapy

Despite the study’s limitations, these “intriguing findings raise questions that should inform future prospective phase 3 trials,” Dr. Buchsbaum said, although there are barriers to large studies of proton therapy.

For instance, it “is particularly encouraging” that proton therapy appeared to be safer in a group of older and sicker patients who typically experience more side effects, Dr. Baumann noted.

Dr. Buchsbaum agreed that proton therapy may be especially helpful for older and sicker patients, but he noted that ongoing phase 3 trials were not designed to analyze this group of patients.

And because proton therapy may cause fewer side effects, future trials could also explore whether combining proton therapy with chemotherapy might be more tolerable for patients, the authors wrote.

For example, both chemotherapy and traditional radiation for lung cancer can irritate the esophagus, making it painful and difficult for patients to eat. But proton therapy might limit damage to the esophagus, making it easier for a patient to tolerate the combination, Dr. Baumann explained.

Future studies could also explore whether combining proton therapy with higher doses of chemotherapy might increase cures without causing more side effects, he added.

The study findings also raise “the tantalizing possibility that the higher up-front cost of proton therapy may be offset by cost savings from reduced hospitalizations and enhanced productivity from patients and caregivers,” the study researchers wrote.

Dr. Buchsbaum agreed, saying that it would be worthwhile to explore this possibility. “Just asking the question: ‘Is [proton therapy] more effective?’ might not be giving it a fair opportunity to demonstrate its benefit to society,” he said.

Dr. Baumann and his colleagues are currently studying the cost effectiveness of proton therapy, considering aspects like the costs of treating side effects and the value of preserved quality of life.

NCI-Funded Clinical Trials of Proton Therapy NCI is funding several randomized clinical trials that are comparing proton therapy with traditional radiation. They include: •For women with breast cancer that hasn’t spread, a study to see if proton therapy causes fewer side effects on the heart—like heart disease or heart attacks—than traditional radiation •A study looking at whether proton therapy plus the drug temozolomide (Temodar) helps people with newly diagnosed glioblastoma live longer than people treated with temozolomide plus other types of radiation •For people with lung cancer that can’t be removed by surgery, a study comparing chemotherapy plus proton therapy or traditional radiation therapy •A study comparing the effects of proton therapy and a type of traditional radiation called intensity-modulated radiation therapy (IMRT) on bowel side effects in men with prostate cancer •For people with liver cancer, a study to see if proton therapy is more effective than traditional radiation therapy •A study to see if proton therapy is better than IMRT at preserving brain function in people with glioma

양(성)자요법은 전통적인 방사선요법보다 안전한가?

2020년 2월 11일 : 국립암연구소 직원 제공

양성자 빔 방사선요법이라는 일종의 방사선 치료는 암이 발병한 성인을 위한 전통적인 방사선 치료만큼 안전하고 효과적일 수 있다. 이 발견은 기존의 환자 데이터를 사용하여 두 종류의 방사선 치료를 비교한 연구에서 나온 것이다.

전통적인 방사선은 종양과 그 너머에 있는 인체에 X선이나 혹은 광자 선을 전달한다. 이것은 근처의 건강한 조직을 손상시킬 수 있고 상당한 부작용을 일으킬 수 있다.

이와는 대조적으로 양성자요법은 종양에서 멈추는 양성자 입자들을 전달하기 때문에 근처의 건강한 조직을 손상시킬 가능성이 적다. 일부 전문가들은 양성자요법이 기존의 방사선보다 안전하다고 생각하지만 두 가지 치료법을 비교하는 연구는 수적으로 많지 않다.

게다가 양성자 요법은 기존의 방사선보다 비용이 많이 들고, 그 효능에 대한 제한된 증거를 고려할 때 모든 보험회사가 치료비를 부담하는 것은 아니다. 그럼에도 양성자요법은 전통 방사선요법보다 안전한가?“불구하고, 전국의 31개 병원은 수백만 달러를 들여 양성자 치료 센터를 건설했으며, 많은 병원이 이 치료법의 잠재력, 그러나 입증되지 않은 장점을 선전하고 있다.

새로운 연구에서 양성자 요법으로 치료받은 환자들은 전통적인 방사선 요법으로 치료된 환자들보다 심각한 부작용을 경험할 가능성이 훨씬 낮았다. 그러나 환자들이 얼마나 오래 살았는지에 대해서는 차이가 없었다. 그 결과는 12월 26일 미국의사협회 기관지 종양학 편에 발표되었다.

"이러한 결과는 양성자 치료에 대한 모든 근거를 뒷받침한다,"라고 이 연구의 선임 연구원이자 세인트루이스 소재 워싱턴 의과대학 및 펜실베이니아 대학의 브라이언 바우만 박사가 말했다.

그러나 이번 연구에 참여하지 않은 국립암연구소의 방사선 연구 프로그램 담당자인 제프리 부흐스바움 박사는 이번 연구의 주요 측면은 연구 결과의 해석 범위에 한계가 있다고 말했다.

이러한 한계 때문에 "양자 요법의 비용을 진정으로 정당화하기 위해 필요한 증거는 3상의 무작위 임상실험에서 나올 필요가 있다"고 예일대 의과대학의 헨리 박 박사와 제임스 유 박사는 동반 사설에서 썼다.

현재 양성자요법과 전통적인 방사선 치료를 비교하는 여러 개의 국립암연구소가 기금을 지원하는 무작위 임상시험이 진행 중이다. (아래 상자 참조)

양성자요법의 안전성과 효능

국소적으로 진행된 많은 암 환자들은 화학요법과 전통방사선 또는 양성자 방사선의 조합으로 치료를 받는다. 바우만 박사는 항암치료와 방사선 치료를 동시에 받는 환자들에게 치료 효과를 떨어뜨리지 않고 부작용을 제한하는 방법을 찾는 것이 최우선 과제라고 말했다.

바우만 박사와 그의 동료들은 11 종류의 성인 암 환자 거의 1,500명의 데이터를 분석했다. 모든 참가자들은 2011년과 2016년 사이에 펜실베이니아 주립대 건강시스템에서 동시 화학요법과 방사선 치료를 받았으며 생존을 포함한 부작용과 치료 결과를 추적했다. 거의 400명이 양성자 치료를 받았고 나머지는 전통적인 방사선 치료를 받았다.

양성자 치료를 받은 사람들은 전통적인 방사선 치료를 받은 사람들보다 훨씬 적은 양의 심각한 부작용을 경험했다는 것을 연구원들은 발견했다. 치료를 시작한 지 90일 이내에 양성자 치료군 환자 45명(12%)과 기존 방사선 그룹 환자 301명(28%)이 입원을 해야 할 만큼 심각한 부작용을 경험했다.

게다가, 양성자 치료는 전통적인 방사선만큼 가사와 같은 일상적인 활동을 하는 사람들의 능력에 영향을 미치지 않았다. 치료 과정에서 양성자 요법으로 치료받은 환자에 대한 전신 수행도(환자의 전신 상태를 일상생활동작(activities of daily living, ADL)의 수준에 따라 평가하는 지표로, 0~4의 5단계로 분류하며 주로 암환자에게 사용된다.) 점수는 기존의 방사선 치료를 받은 환자에 비해 절반으로 감소할 가능성이 높았다.

그리고 양성자 요법은 암을 치료하고 생명을 보존하기 위한 전통적인 방사선 요법 만큼이나 효과가 있는 것처럼 보였다. 3년의 추적 후, 양성자 치료군 환자의 46%와 기존 방사선 치료군 환자의 49%가 암이 없는 것으로 나타났다. 양성자 치료를 받은 사람의 56%와 전통방사선 치료를 받은 사람의 58%가 3년이 지나도 여전히 살아 있었다.

연구 설계의 한계

연구 지도자들과 다른 전문가들은 이 연구의 설계에 몇 가지 한계가 있음을 지적했다.

예를 들어, 이 관찰 연구는 양성자 치료와 상대적으로 적은 부작용 사이의 인과 관계를 확립할 수 없다. 또 연구 참가자들은 모두 단일 기관에서 치료를 받았기 때문에 더 규모가 큰 모집단의 치료결과에 대한 일반화가 어려울 수 있다.

"그것들은 과소평가되어서는 안 될 매우 중요한 한계"라고 부흐스바움박사는 강조했다.

바우만 박사는 단일 기관 연구는 태생적인 한계가 있지만, 본 연구의 모든 환자들은 양성자든 전통적 방사선 치료든 상관없이 대규모 학술 의료 센터에서 고품질 치료를 받았으며, 이는 우리가 본 양성자 요법의 이점이 의미 있다는 것을 시사한다고 지적했다.

또한 치료 그룹에 무작위로 환자가 배정되지 않았기 때문에 양성자와 전통적인 방사선 치료를 받은 환자 간에 차이가 있었고, 그 결과가 왜곡되었을 수 있다.

예를 들어, 양성자 치료를 받은 환자들은 평균적으로 더 나이가 들었으며(일반적으로 메디케어(미국 의료보험)가 양성자 치료비를 부담하기 때문에) 건강상의 문제가 더 많았다.

양성자 치료 그룹은 또한 "특권적 배경"의 환자들을 더 많이 포함할 수도 있다고 박 박사와 유 박사는 언급했다. 사회경제적 지위와 사회적 지원은 치료 결과에 영향을 미칠 수 있다고 그들은 썼다.

게다가 방사선과 관련된 부작용을 겪을 가능성이 높은 두경부 암 환자들의 수가 양성자 치료 그룹에 덜 포함되어 있다고 이 논자들은 덧붙였다.

자신들의 분석에서, 조사자들은 이러한 차이를 최대한 설명하기 위해 복잡한 통계 기법을 사용했다.

양성자 치료법의 미래연구에 관한 아이디어

비록 양성자 치료에 대한 대규모 연구에 장벽이 있기는 하지만, 이 연구의 한계에도 불구하고, 이러한 "흥미로운 발견은 미래의 전향적 3상 실험을 널리 알려야하는 문제를 제기한다."고 부흐스바움 박사는 말했다.

예를 들어, 양성자 요법이 일반적으로 더 많은 부작용을 경험하는 더 나이가 많고 더 아픈 환자 집단에서 더 안전해 보인다는 것은 "특히 고무적인 일"이라고 바우만 박사는 지적했다.

부흐스바움 박사는 양성자 요법이 나이가 많고 병든 환자들에게 특히 도움이 될 수 있다는 것에 동의했지만, 현재 진행 중인 3상 실험은 이 환자 그룹을 분석하기 위해 고안된 것이 아니라는 점에 주목했다.

그리고 양성자 요법이 부작용을 더 적게 일으킬 수 있기 때문에 향후의 실험은 양성자 요법과 화학 요법을 결합하는 것이 환자들이 더 견디기 쉬운 것인지에 대해서도 탐구할 수 있을 것이라고 저자들은 썼다.

예를 들어 화학요법과 폐암에 대한 전통방사선 모두 식도를 자극할 수 있어 환자가 삼키기가 고통스럽고 힘들다. 그러나 양성자 요법은 식도의 손상을 제한하여 환자가 식도의 결합 치료를 더 쉽게 견딜 수 있게 할 수 있다고 바우만 박사는 설명했다.

향후 연구에서는 양성자 요법과 더 많은 양의 화학요법을 결합하면 더 많은 부작용을 일으키지 않고 치료율을 높일 수 있는지 여부를 조사할 수 있을 것이라고 그는 덧붙였다.

이 연구결과는 또한 "양성자 치료의 높은 초기 비용이 입원비 감소와 환자와 간병인의 생산성 향상에 의해 상쇄될 수 있는 애타게 하는 가능성"을 제기한다.

부흐스바웁 박사는 이 가능성을 탐구하는 것이 가치가 있을 것이라고 말하면서 동의했다. "단지 ‘양성자 요법’이 더 효과적일까? 라는 질문을 하는 것은 그것이 사회에 이익을 보여줄 수 있는 공정한 기회를 주는 것이 아닐 수도 있다"고 그는 말했다.

바우만 박사와 그의 동료들은 현재 부작용을 치료하는 비용과 삶의 질을 보존하는 가치와 같은 측면을 고려하여 양성자 요법의 비용 효과를 연구하고 있다.

양성자요법의 NCI 비용지원 임상시험

NCI는 양성자 요법과 전통적인 방사선을 비교하는 여러 가지 무작위 임상실험에 자금을 지원하고 있다. 여기에는 다음이 포함된다.

•퍼지지 않은 유방암 여성의 경우 양성자 요법이 기존 방사선보다 심장병이나 심장마비 같이 심장에 미치는 부작용이 적은지 알아보는 연구

•양자요법과 약물 티모졸로미드(상표명 ; 테모다르)가 새로 진단을 받은 교아종이 티모졸로미드와 다른 종류의 방사선으로 치료받은 사람들보다 더 오래 살 수 있는지 여부를 조사하는 연구

•수술로 제거할 수 없는 폐암환자를 위한 화학요법+양성자요법 혹는 전통방사선요법을 비교한 연구

•전립선 암 환자의 장 부작용에 관한 양자요법과 강도변형방사선요법(IMRT)이라 불리는 전통방사선의 종류를 비교한 연구

•간암 환자에게는 기존의 방사선 치료보다 양성자 요법이 더 효과적인지 알아보기 위한 연구

•신경교종 환자의 뇌기능을 보존하는 데 양성자 요법이 IMRT보다 나은지 알아보기 위한 연구

Is Proton Therapy Safer than Traditional Radiation?

February 11, 2020, by NCI Staff

A type of radiation treatment called proton beam radiation therapy may be safer and just as effective as traditional radiation therapy for adults with advanced cancer. That finding comes from a study that used existing patient data to compare the two types of radiation.

Traditional radiation delivers x-rays, or beams of photons, to the tumor and beyond it. This can damage nearby healthy tissues and can cause significant side effects.

By contrast, proton therapy delivers a beam of proton particles that stops at the tumor, so it’s less likely to damage nearby healthy tissues. Some experts believe that proton therapy is safer than traditional radiation, but there is limited research comparing the two treatments.

Plus, proton therapy is more expensive than traditional radiation, and not all insurance companies cover the cost of the treatment, given the limited evidence of its benefits. Nevertheless, 31 hospitals across the country have spent millions of dollars building proton therapy centers, and many advertise the potential, but unproven, advantages of the treatment.

In the new study, patients treated with proton therapy were much less likely to experience severe side effects than patients treated with traditional radiation therapy. There was no difference in how long the patients lived, however. The results were published December 26 in JAMA Oncology.

“These results support the whole rationale for proton therapy,” said the study’s lead investigator, Brian Baumann, M.D., of the Washington University School of Medicine in St. Louis and the University of Pennsylvania.

But key aspects of the study limit how broadly the findings can be interpreted, said Jeffrey Buchsbaum, M.D., Ph.D., of NCI’s Radiation Research Program, who was not involved in the study.

Because of those limitations, “the evidence needed to truly justify the expenses of proton therapy … will need to come from phase 3 randomized clinical trials,” wrote Henry Park, M.D., and James Yu, M.D., of Yale School of Medicine, in an accompanying editorial.

Several NCI-funded randomized clinical trials comparing proton and traditional radiation therapy are currently ongoing. (See the box below.)

Safety and Efficacy of Proton Therapy

Many people with locally advanced cancers are treated with a combination of chemotherapy and either traditional or proton radiation. For patients getting chemotherapy and radiation at the same time, finding ways to limit side effects without making the treatment less effective is a high priority, Dr. Baumann said.

He and his colleagues analyzed data from nearly 1,500 adults with 11 different types of cancer. All participants had received simultaneous chemotherapy plus radiation at the University of Pennsylvania Health System between 2011 and 2016 and had been followed to track side effects and cancer outcomes, including survival. Almost 400 had received proton therapy and the rest received traditional radiation.

Those who received proton therapy experienced far fewer serious side effects than those who received traditional radiation, the researchers found. Within 90 days of starting treatment, 45 patients (12%) in the proton therapy group and 301 patients (28%) in the traditional radiation group experienced a severe side effect—that is, an effect severe enough to warrant hospitalization.

In addition, proton therapy didn’t affect people’s abilities to perform routine activities like housework as much as traditional radiation. Over the course of treatment, performance status scores were half as likely to decline for patients treated with proton therapy as for those who received traditional radiation.

And proton therapy appeared to work as well as traditional radiation therapy to treat cancer and preserve life. After 3 years, 46% of patients in the proton therapy group and 49% of those in the traditional radiation therapy group were cancer free. Fifty-six percent of people who received proton therapy and 58% of those who received traditional radiation were still alive after 3 years.

Limitations of the Study’s Design

The study leaders and other experts noted several limitations to the study’s design.

For instance, this observational study can’t establish a cause-and-effect relationship between proton therapy and fewer side effects. In addition, all of the study participants were treated at a single institution, which can make it difficult to generalize the findings to a larger population.

“Those are very significant limitations that shouldn’t be understated,” Dr. Buchsbaum emphasized.

Although single-institution studies have inherent limitations, Dr. Baumann noted, all patients in this study received high-quality treatment at a large academic medical center, regardless of whether it was proton or traditional radiation therapy, “which suggests that the benefit of proton therapy that we saw is meaningful.”

Also, because patients were not randomly assigned to treatment groups, there were differences between patients who got proton and traditional radiation, and that may have skewed the results.

For instance, patients who received proton therapy were, on average, older (likely because Medicare typically covers the cost of proton therapy) and had more health issues.

The proton therapy group may also have included more patients from “privileged backgrounds,” Drs. Park and Yu noted. Socioeconomic status and social support can affect treatment outcomes, they wrote.

In addition, fewer people with head and neck cancer—who are more likely to suffer from radiation-associated side effects—were included in the proton therapy group, the editorialists added.

In their analysis, the investigators used complex statistical techniques to try to account for these differences as much as possible.

Ideas for Future Studies of Proton Therapy

Despite the study’s limitations, these “intriguing findings raise questions that should inform future prospective phase 3 trials,” Dr. Buchsbaum said, although there are barriers to large studies of proton therapy.

For instance, it “is particularly encouraging” that proton therapy appeared to be safer in a group of older and sicker patients who typically experience more side effects, Dr. Baumann noted.

Dr. Buchsbaum agreed that proton therapy may be especially helpful for older and sicker patients, but he noted that ongoing phase 3 trials were not designed to analyze this group of patients.

And because proton therapy may cause fewer side effects, future trials could also explore whether combining proton therapy with chemotherapy might be more tolerable for patients, the authors wrote.

For example, both chemotherapy and traditional radiation for lung cancer can irritate the esophagus, making it painful and difficult for patients to eat. But proton therapy might limit damage to the esophagus, making it easier for a patient to tolerate the combination, Dr. Baumann explained.

Future studies could also explore whether combining proton therapy with higher doses of chemotherapy might increase cures without causing more side effects, he added.

The study findings also raise “the tantalizing possibility that the higher up-front cost of proton therapy may be offset by cost savings from reduced hospitalizations and enhanced productivity from patients and caregivers,” the study researchers wrote.

Dr. Buchsbaum agreed, saying that it would be worthwhile to explore this possibility. “Just asking the question: ‘Is [proton therapy] more effective?’ might not be giving it a fair opportunity to demonstrate its benefit to society,” he said.

Dr. Baumann and his colleagues are currently studying the cost effectiveness of proton therapy, considering aspects like the costs of treating side effects and the value of preserved quality of life.

NCI-Funded Clinical Trials of Proton Therapy

NCI is funding several randomized clinical trials that are comparing proton therapy with traditional radiation. They include:

•For women with breast cancer that hasn’t spread, a study to see if proton therapy causes fewer side effects on the heart—like heart disease or heart attacks—than traditional radiation

•A study looking at whether proton therapy plus the drug temozolomide (Temodar) helps people with newly diagnosed glioblastoma live longer than people treated with temozolomide plus other types of radiation

•For people with lung cancer that can’t be removed by surgery, a study comparing chemotherapy plus proton therapy or traditional radiation therapy

•A study comparing the effects of proton therapy and a type of traditional radiation called intensity-modulated radiation therapy (IMRT) on bowel side effects in men with prostate cancer

•For people with liver cancer, a study to see if proton therapy is more effective than traditional radiation therapy

•A study to see if proton therapy is better than IMRT at preserving brain function in people with glioma